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DE69607734T2 - Lagereinrichtung einer Radnabe - Google Patents

Lagereinrichtung einer Radnabe

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DE69607734T2
DE69607734T2 DE69607734T DE69607734T DE69607734T2 DE 69607734 T2 DE69607734 T2 DE 69607734T2 DE 69607734 T DE69607734 T DE 69607734T DE 69607734 T DE69607734 T DE 69607734T DE 69607734 T2 DE69607734 T2 DE 69607734T2
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braking
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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lagereinrichtung einer Radnabe eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
  • Es ist bekannt, daß der Lagerteil einer Radnabe eines Fahrzeuges fest mit der Scheiben- oder Trommelbremse verbunden sein muß, um das Bremsdrehmoment von der Bremse auf das Rad zu übertragen.
  • Die Fig. 1 und 2 sind Teilansichten vom Achsquerschnitt, die zwei herkömmliche Lösungen mit einer Scheiben- bzw. Trommelbremse zeigen, die auf Flanschlager der sogenannten II. Generation angelegt sind. Auf ähnliche Weise können Scheiben- oder Trommelbremsen auf sogenannte Lager der II. Generation angelegt werden. In den beiden gezeigten Lösungen sind die Radkante, der Flansch des Bremselements und der Lagerflansch überlappen sich axial, um den Flansch des Bremselements zwischen der Kante und dem Lagerflansch einzulegen. Diese drei Körper werden verbunden, indem die Radbolzen mit dem vorgeschriebenen Anziehdrehmoment festgeschraubt werden.
  • Das Anziehen der Bolzen verursacht einen Axialdruck des Zentralabschnitts der Radkante auf den Bremsflansch und des letzteren auf den Lagerflansch. Diese Verbindungsanordnung hat einen Nachteil darin, daß beim Anziehen der Bolzen, infolge von geometrischen Fehlern wie Planheitsfehlern des Zentralteils der Radkante, Verformungen der Bremsfläche und der Laufrolle verursacht werden.
  • Ein weiterer Nachteil, der auftritt, ist auf den radialen Zentrierabstand der Brems/Lagerverbindung zurückzuführen. Die Planheitsfehler der relevanten Flansche tragen dazu bei, daß die Bremsfläche beim Anziehen der Bolzen verformt wird.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lagereinrichtung einer Radnabe eines Fahrzeugs zu schaffen, die es erlaubt, die vorgenannten Schwierigkeiten zu beheben. Insbesondere wird angestrebt, ein Verbindungssystem zwischen dem Lager und dem Bremselement zu schaffen, bei dem das Anziehen der Radbolzen die Laufrolle und die Bremsfläche nicht nachteilig beeinflußt.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verbindungsanordnung zwischen dem Bremselement und dem Lager bei einer geringeren Achslast zu schaffen.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verbindungsanordnung zu schaffen, die es, obwohl sie die Achslast im Vergleich zum Stand der Technik verringert, erlaubt, einen Lagerflansch einzubauen, der stärker und demzufolge weniger dazu angetan ist, Verformungen zu erleiden, die durch die Verbindung mit einer nicht ebenflächigen Kante verursacht werden.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung werden diese Ziele durch die Schaffung einer Lagereinrichtung einer Radnabe eines Fahrzeugs nach Anspruch 1 erreicht.
  • Es wird angemerkt, daß die deutsche Patentanmeldung DE-B-11 89 877 eine Lagereinrichtung einer Radnabe eines Fahrzeugs zeigt, bei der das Lager am Nabenende angebracht ist und ein Scheibenbremselement am äußeren Nabenumfang angebracht ist. Das Lager ist nicht mit einem Flansch versehen.
  • Ebenso wird angemerkt, daß die US-Patentanmeldung US-A- 4621700 eine Lagereinrichtung einer Radnabe eines Fahrzeugs zeigt, bei der ein Scheibenbremselement einen integrierten Teil mit dem Innenteil des Radlagers bildet.
  • Damit die vorliegende Erfindung gut verstanden werden kann, werden nun einige bevorzugte Ausführungsbeispiele davon beschrieben, die als Beispiel dienen sollen, wobei auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird, in welchen
  • Fig. 1 und 2 Teilansichten vom Achsquerschnitt sind, welche die Lager/Bremseinrichtungen schematisch zeigen;
  • Fig. 3 bis 7 Teilansichten vom Achsquerschnitt sind, welche die Lager/Bremsbaugruppen gemäß der vorliegenden Erfindung schematisch zeigen; und
  • Fig. 8A, 8B und 9 Achsquerschnitte bzw. Vorderansichten weiterer Ausführungsbeispiele dieser Erfindung sind.
  • Mit der ersten Bezugnahme auf die Fig. 3 und 4 bildet die äußere Laufrolle 10 eines Wälzlagers einen radialen Lagerflansch. Das Bremselement des Fahrzeugs bildet einen Bremsflansch 12, wobei es gleichgültig ist, ob es aus einer Scheiben- oder Trommelbremse besteht.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung erstreckt sich der Bremsflansch in derselben radialen Ebene wie der Lagerflansch 11 und wird direkt am Umfangbereich desselben befestigt. Im Beispiel der Fig. 3 und 5 wird der Verschluß durch radiale Überlagerung hergestellt und durch die zufällige Verformung des Endabschnitts des Lagerflansches vervollständigt. An diesem Ende kann eine Segmentankörner verwendet werden.
  • Die Übertragung des Bremsdrehmoments wird durch radiale Überlagerung der beiden zylindrischen Flächen 11a, 12a des Lagerflansches 11 bzw. des Bremsflansches 12 herbeigeführt. Diese Flächen können entweder glatt oder rauh (zum Beispiel gerändelt) sein. Durch Stanzen wird eine axiale Verschie bung zwischen der Bremse und den Lagerflanschen verhindert. Dabei ist gleichgültig, ob der Stanzvorgang auf der Bremse oder dem Lagerflansch durchgeführt wird. Vorzugsweise an der Stanzstelle schafft das nichtgestanzte Element (Lager oder Bremse) einen Sitz, der geeignet ist, die Teile des anderen gestanzten Elementes aufzunehmen. Geeignete Sitze sind zum Beispiel Aussparungen oder Abschrägungen.
  • In dem Ausführungsbeispiel, das in den Fig. 3 und 4 gezeigt wird, erfolgt das Stanzen auf dem Lagerflansch 11 an seiner (rechten) Kante 15 gegenüber der Innenseite des Fahrzeugs (nicht gezeigt). Ein entsprechender Sitz 16 gegenüber der Lagerflanschkante 15 wird durch den Flansch des Bremselementes hergestellt. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel bildet der Lagerflansch 11 eine radial nach außen vorstehende Seitenkante 13 von der Seite des Flansches, die der gestanzten Seite gegenüberliegt, um ein Widerlager zu schaffen, welches das Stanzen erleichtert. Das Stanzen der Lagerflanschkante 15 (Fig. 4) ergibt eine Mehrzahl von Verformungen 17, welche die Form des Sitzes 16 nachformt und das Bremselement 12 auf der gegenüberliegenden Kante 13 festklemmt. Gemäß einem unterschiedlichen Ausführungsbeispiel, das in Fig. 3C dargestellt ist, fehlt die Außenkante 13, so daß auf beiden Seiten des Lagerflansches 11 gestanzt wird. Die Fig. 3A und 3B stellen zwei weitere unterschiedliche Ausführungsbeispiele dar, wobei auf dem Bremselement bzw. der Seite gegenüber der Außenseite des Fahrzeugs gestanzt wird.
  • Die vorstehende Anordnung, die in mehreren Ausführungsbeispielen beschrieben wird, ist derart, daß die Übertragung des Drehmoments zwischen zwei Elementen nicht vom Anziehen der Radbolzen beeinflußt wird.
  • In einem weiteren, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Übertragung des Bremsdrehmoments als Alternative zu den Fig. 3 und 4 nicht durch eine radiale Überlagerungs verbindung erreicht, sondern mittels einer gekeilten Verbindung der Kontaktflächen des Bremselementes und des Umfangbereichs des Lagerflansches hergestellt.
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel (nicht dargestellt) wird die Übertragung des Bremsdrehmoments durch Anschweißen der Kontaktflächen des Bremselementes und des Lagerflansches erreicht. Dabei kann das Schweißen auf der gesamten umlaufenden Kontaktfläche erfolgen oder auf zufällige Punkte oder Abschnitte beschränkt werden. Geeignete Schweißverfahren umfassen Laserschweißen, Elektronenstrahlschweißen oder Kondensatorentladungsschweißen.
  • Mit Bezugnahme auf die Fig. 5 und 6 wird in einem weiteren Ausführungsbeispiel dieser Erfindung eine Drehmomentübertragung und eine beiderseitige axiale Verschlußwirkung durch das Walzen eines im wesentlichen axialen Randes 18 (Fig. 5) gewährleistet, der auf der Kante einer der Seiten des Lagerflansches vorgesehen ist. Der Rand 18 wird gewalzt und gefaltet (Fig. 6), um mit den an der Seitenfläche des Lagerflansches vorgesehenen Aussparungen oder Überständen 19 in Eingriff zu kommen.
  • Nach dem Zusammenbau der Bremse mit dem Lagerflansch wird die Scheiben- oder Trommelbremsfläche einer vorteilhaften Nachbearbeitung unterzogen, um die Fehler zu beheben, die auf Verbindungstoleranzen zurückzuführen sind.
  • Als Alternative kann die Nachbearbeitung der Bremsfläche durchgeführt werden, nachdem die Bremse in die Lagerbaugruppe eingebaut wurde, wodurch sowohl Nachlauffehler des Lagers als auch Fehler, die auf Verbindungstoleranzen zurückzuführen sind, behoben werden.
  • Bezugnehmend auf Fig. 7 ist der Radrand direkt mit dem Lagerflansch verbunden, ohne sich mit dem Bremsflansch zu überlagern. Da sowohl der Lagerflansch als auch der Brems flansch in derselben radialen Ebene liegen anstatt einander zu flankieren, kann der Lagerflansch im Vergleich zu Lösungen nach dem Stand der Technik bei gleichbleibender Gesamtlast stärker und steifer sein. Deshalb werden Verformungen der Laufrollen des Lagers infolge einer Verbindung mit einem nicht vollkommen ebenflächigen Rand auf ein Minimum herabgesetzt.
  • Bezugnehmend auf die Fig. 8A und 8B wird eine Mehrzahl von vorzugsweise in gleichen Abständen angeordneten Aussparungen oder Vertiefungen 21 von beschränkter Tiefe an der Innenkante der Trommel hergestellt, um den Verschluß der Trommel gegenüber dem Lagerflansch zu verbessern. Die Aussparungen 21 erhöhen den Walzeffekt und verhindern die relative Drehung zwischen der Trommel und dem Lagerflansch. Während dem Walzen dringt der gestanzte Rand 18 bis zu einem gewissen Grad in die Aussparungen ein.
  • Die vorliegende Erfindung eignet sich besonders für ihre Anwendung auf Lager der II. und III. Generation. In Fig. 8A (oberer Teil der Zeichnung) wird die Lösung auf eine Lagerbaugruppe angewandt, in der die innere Laufrolle in zwei benachbarte Halblaufrollen unterteilt ist, die unter Kraftanwendung an der Radnabe befestigt werden. In Fig. 8B (unterer Teil der Zeichnung) wird die Lösung auf eine Lagerbaugruppe angewandt, bei der eine Laufrolle durch eine getrennte Halblaufrolle gebildet, während die andere in der Radnabe selbst erreicht wird.
  • Im Vergleich zu bekannten Lösungen ist die Bremse mit dem Lagerflansch durch eine kleinere Fläche verbunden, was zum Ergebnis hat, daß die Wärmemenge der Bremse, die auf das Lager übertragen wird, verringert wird.
  • Der Bremsflansch ist hinsichtlich dem Stand der Technik bedeutend kleiner, wodurch sowohl eine Zeit- und Kostenersparnis als auch eine Gewichtsverringerung erreicht wird.

Claims (14)

1. Lagereinrichtung einer Radnabe eines Fahrzeugs, umfassend:
- ein Lager mit einem drehbaren radialen Flansch (11) der einen im allgemeinen zylindrischen äußeren Rand (11a) definiert;
- ein Bremselement mit einem radialen Bremsflansch (12), der eine im allgemeinen zylindrische innere Kante (12a) definiert; der Lagerflansch (11) ist dabei zur Befestigung am Bremsflansch (12) geeignet, und der Bremsflansch (12) ist im wesentlichen in derselben radialen Ebene wie der Lagerflansch (11) angeordnet;
die Lagereinrichtung ist dabei dadurch gekennzeichnet, daß sie Mittel (13, 17, 18) zur Befestigung der inneren Kante des Bremsflansches an der Außenkante des Lagerflansches umfaßt; die Befestigungsmittel sind dabei Teil wenigstens eines der zwei Flansche.
2. Lagereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flansche (11, 12) durch radiale Überlagerung verriegelt sind.
3. Lagereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flansche (11, 12) auf wenigstens einer Seite zusammengestanzt sind.
4. Lagereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kante des einen (11) der genannten Flansche (11, 12) so gestanzt ist, daß sie eine Mehrzahl von Verformungen (17) bildet, die die Form eines auf dem anderen (12) der Flansche vorgesehenen Sitzes (16) nachformen.
5. Lagereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Flansche (11, 12) eine radial nach außen vorstehende Seitenkante (13) aufweist.
6. Lagereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Kanten, die die Flansche axial sichern, durch Stanzen oder Falten während der Montage hergestellt werden.
7. Lagereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfangsbereich des Lagerflansches (11) gekeilt ist, um sich zur Drehung mit einer entsprechenden Oberfläche des anderen Flansches (12) zu verbinden.
8. Lagereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flansche (11, 12) zusammengeschweißt sind.
9. Lagereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer (11) der Flansche (11, 12) mit einem im wesentlichen axialen Umfangsrand (18) versehen ist, der zum Walzen und Falten geeignet ist, um mit den im Umfangsbereich der Seitenfläche des anderen (12) der Flansche (11, 12) vorgesehenen Verschlußsitzen (19) in Eingriff zu kommen.
10. Lagereinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenkante des Trommelflansches (12) eine Mehrzahl von Aussparungen (21) vorgesehen ist, die dazu geeignet sind, daß der gewalzte Lagerflanschrand (18) wenigstens zum Teil in sie eindringt.
11. Verfahren zur Montage einer Lagereinrichtung einer Radnabe eines Fahrzeugs, umfassend die folgenden Schritte:
Bereitstellen eines Lagers mit einem drehbar radialen Flansch (11), welcher einen äußeren Umfangsrand (ha) definiert;
Bereitstellen eines Bremselements mit einem Bremsflansch (12), der eine innere Kante (12a) definiert;
Anordnen des Lagerflansches (11) und des Bremsflansches (12) im wesentlichen in derselben radialen Ebene;
dadurch gekennzeichnet,
daß das Verfahren darüberhinaus den Schritt umfaßt, die äußere Kante (11a) des Lagerflansches (11) an der inneren Kante (12a) des Bremsflansches (12) zu befestigen, um das Bremselement zur Drehung mit dem drehbaren Lagerflansch fest zu sichern.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß es des weiteren den Schritt umfaßt, auf einer Bremsfläche des Bremselements (12) eine Nachbearbeitung vorzunehmen, damit Nachlauffehler (oder Planheitsfehler) behoben werden.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Nachbearbeitungsschritt nach dem Befestigungsschritt erfolgt.
14. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungsschritt das Walzen und Falten des im wesentlichen axialen Umfangsrand umfaßt, der auf einem der Flansche vorgesehen ist, um mit auf dem anderen der Flansche vorgesehenen Verschlußsitzen in Eingriff zu kommen.
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